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編輯推薦： 1.电动汽车的架构及所用电池的化学机理。 2.传统的和目前较为先进的潜在可能的热管理系统方案。 3.提供了各种运行条件下电池热管理系统设计的工具、方法和程序。 4.指导电池热管理系统以*有效、*经济、*环保的方式运行。 內容簡介： 本书首先介绍了电动汽车及其结构、以及一定背景信息下所使用的电池，然后彻底检查各种传统和*的电动车电池热管理系统（包括相变材料）目前正在使用或可能建议在工业中使用的材料。通过后面的章节，为读者提供了工具，方法和程序，以便在各种操作条件下为其电池应用选择开发正确的热管理设计，配置和参数，并指导他们设置，仪器和操作他们的热管理系统以*有效，*成本效益和环境友好的方式使用有效能，经济和环境分析。此外，对当前的技术问题和局限性采取了进一步的步骤，并且通过研究最终将决定这些技术的成功和广泛采用的更微妙的因素，并且详细阐述在不久的将来电动车的技术和趋势以及兼容的热管理系统。*后，给出了在实际应用中的各种案例研究，这些案例研究使用了贯穿全书的工具、方法和程序，以进一步说明它们在电动汽车电池热管理系统的设计、开发和优化方面的功效。 關於作者： 雍安姣，女，2005年毕业于天津大学机械学院。毕业后就职于奇瑞汽车股份有限公司。多年来从事新能源汽车研发工作，参与开发十余款项目开发工作并参与多项省市及国家科技项目工作。在发动机热平衡测试及整车热管理方面有重要成果，今年来致力于动力电池系统及电动车整车热管理方面的研究，并取得一定成果。 目錄： 前言 致谢 第1章电动汽车介绍1 11引言1 12技术发展和商业化2 13汽车架构4 131内燃机汽车4 132纯电动汽车5 133混合动力汽车6 134燃料电池汽车8 14混合度9 141微混混合动力汽车10 142轻混混合动力汽车11 143强混或功率辅助混合动力汽车11 144插电式混合动力汽车（或增程式电动汽车）11 15混合动力车辆架构12 151串联混合动力汽车12 152并联混合动力汽车13 153并联串联混合动力汽车13 154复杂混合动力汽车13 16储能系统13 161电池13 162超级电容（UCS）15 163飞轮储能器16 164燃料电池17 17电网连接18 171充电器的功率水平和基础设施18 172传导充电19 173感应充电20 174智能电网和V2GV2HV2X系统21 18可持续性、环境影响和成本24 19车辆热管理26 191散热器回路26 192电力电子冷却回路26 193驱动单元冷却回路27 194空调回路27 110车辆驾驶模式和循环29 111案例研究30 1111引言30 1112研究项目31 1113政府奖励31 112结语38 缩略语39 问题39 参考文献40 第2章电动汽车电池技术42 21引言42 22当前的电池技术42 221铅酸电池43 222镍镉电池44 223镍氢电池45 224锂离子电池46 23正在开发的电池技术49 231锌-空气电池51 232钠-空气电池51 233锂-硫电池52 234铝-空气电池53 235锂-空气电池53 24电池特性55 241电池成本55 242电池对环境的影响56 243电池材料资源58 244各种负荷和环境条件的影响61 25电池管理系统（BMS）63 251数据采集65 252电池状态评估66 253均衡充电68 254安全管理故障诊断72 255热管理72 26电池制造和测试过程72 261制造过程73 262测试流程74 27结语76 缩略语77 问题77 参考文献78 第3章被动式热管理系统中相变材料的使用81 31引言81 32相变材料的基本特性和类型81 321有机 PCM86 322无机化合物 PCM89 323共晶化合物 PCM90 33相变材料热物性参数的测量92 34增强传热能力93 35相变材料的成本和环境影响96 36相变材料的应用97 37案例1：使用PCM的EV电池包换热器设计与优化100 371系统描述及参数设置100 372潜热热能储存系统的设计和优化104 38案例2：强制对流作用下球形壳体中石蜡的熔化与凝固112 381数值模型验证和模型独立性测试115 382性能指标117 383结果和讨论119 39结语125 术语125 希腊字母126 下标126 缩略语127 问题127 参考文献128 第4章电池热管理系统的仿真及试验研究130 41引言130 42电芯和模组的数值模型开发130 421PCM应用数值研究的物理模型131 422初始条件、边界及模型假设131 423材料特性和模型输入参数133 424控制方程和本构定律138 425模拟模型的开发140 43电芯和模组级别的实验搭建和过程141 431电芯和模组仪表化141 432换热器的仪表化143 433相变材料和纳米颗粒混合物的制备144 434改善颗粒的表面排列147 435测试台架搭建147 44整车级试验搭建及流程149 441建立数据采集硬件149 442建立数据采集软件152 45举例说明：基于相变材料的液式电池热管理系统仿真和实验155 451电芯级的模拟与实验156 452模组中电芯之间的模拟和实验168 453模组级的模拟和实验173 454光学观测184 455整车级试验195 456案例研究结论205 46结语206 术语207 希腊字母207 下标208 缩略语208 问题208 参考文献209 第5章电池热管理系统的能量分析和分析210 51引言210 52热管理系统对比211 521热力学分析212 522电池传热分析215 53热管理系统关键零部件建模217 531压缩机219 532热交换器219 533热力膨胀阀221 534电池222 535系统参数222 54能量和分析223 541传统分析224 542强化分析228 55举例说明：液冷电池热管理系统230 56案例研究：基于跨临界CO2的电动汽车电池热管理系统243 561引言244 562系统开发244 563热力学分析247 564结果与讨论248 565结语252 57结语253 术语253 希腊字母254 下标254 缩略语255 问题255 参考文献256 第6章电池热管理系统TMS的成本、环境影响和多目标优化258 61引言258 62经济性分析259 621成本平衡方程259 622设备采购成本的相关性260 623成本核算261 624经济性评价263 625增强的经济性分析264 626环境经济性（环境成本）分析264 63环境分析265 631环境影响平衡方程265 632环境影响的相关性266 633蓄电池的生命周期评价267 634环境影响核算268 635环境评价270 64优化方法271 641目标函数271 642决策变量和约束272 643遗传算法273 65举例说明：液冷电池热管理系统275 651常规经济性分析结果275 652增强的经济分析结果278 653电池的环境影响评估283 654环境分析结果285 655多目标优化结果288 66结语293 术语293 希腊字母294 下标294 缩略语295 问题295 参考文献296 第7章案例研究297 71引言297 72案例研究1： 传统汽车、混合动力、电动汽车以及氢燃料车辆在经济与 环境方面的比较297 721引言297 722分析298 723结论和讨论302 724结语305 73案例研究2：方形电池温度分布实验和理论研究305 731引言305 732系统描述306 733分析307 734结果及讨论309 735结语315 74案例研究3：基于充放电循环的电动汽车锂离子电池热管理方案315 741引言315 742系统描述316 743分析317 744结果和讨论328 745结语337 75案例研究4：基于相变材料的电动汽车动力电池热管理337 751引言337 752系统描述338 753分析340 754结果及讨论342 755结语350 76案例研究5：新型相变材料的热应用实验与理论研究351 761引言351 762系统描述351 763 分析359 764结果及讨论367 765结语377 术语378 希腊字母380 下标380 缩略语381 参考文献382 第8章替代技术与展望385 81引言385 82突出挑战385 821消费者感知385 822社会技术因素387 823自我强化过程388 83新兴电动汽车技术及发展趋势390 831主动道路390 832V2X与智能电网391 833换电技术392 834电池二次使用394 84未来电池热管理技术395 841热电材料396 842磁冷却396 843压电风扇双冷却射流397 844其他潜在的电池热管理系统398 85结语399 缩略语399 问题399 参考文献400 內容試閱： 在过去的几十年里，人们对有限化石燃料的依赖、化石燃料价格的多变以及出于对环境污染和全球变暖的担忧，激励着研究人员、科学家和工程师对替代燃料汽车进行更积极广泛的研究。如今，由于电池技术的改进，电动汽车（EV）正在开始取代传统汽车。电动汽车可以使能源多样化，具有平衡电网负载和提高能源可持续性的能力，同时还可以降低排放和运营成本。 在向电动汽车（EV）过渡的过程中，需要面临的与车辆本身相关的主要问题是电池及其性能。为了使电池达到理想的性能，缩小电池最佳运行条件与实际运行条件之间的差异，就需要使用有效的热管理系统（TMS）。由于电动汽车的动力电池使用范围广、运行负载多变，而且尺寸和重量受到限制，因此实现电池热管理系统最佳的设计、架构和运行方式，对电动汽车技术的成功和广泛应用起着至关重要的作用。 在这本书中，首先介绍了电动汽车的架构以及所用电池的化学机理，以便为读者提供必要的背景信息；然后全面介绍了行业中使用的各种传统的和目前最先进的或有潜在使用可能的电动汽车电池热管理系统（包括相变材料）。在接下来的章节中，为读者提供了在各种运行条件下选择或开发合适的电池热管理系统设计、结构和参数的工具、方法和程序。通过、经济和环境分析，指导电池热管理系统以最有效、最经济、最环保的方式运行。此外, 针对当前的技术问题和局限性采取了进一步的措施，以更广阔的视角进行了研究，最终确定这些技术成功和广泛使用的更微妙的因素，并详细说明了对电动汽车技术的未来展望与热管理系统的技术趋势。最后，给出了实际应用中的各种案例研究，进一步阐明本书中的工具、方法和程序对电动汽车电池热管理系统设计、开发和优化的有效性。 本书详细介绍了实际的代码、模型、经济和环境数据库，为读者设计、分析、多准则评估和改进热力学系统提供帮助，这在其他纯学术教科书中是没有的。在每章结尾和本书结尾，结合大量的数值分析例子和案例研究，为读者提供了大量的评估和设计实际应用的热管理系统的经验。本书是培养主流机械工程和化学工程领域工程师、研究人员和研究生的不可多得的手册。全书共分8章，从广义的替代燃料汽车技术到考虑能量、效率、经济性和环境可持续性的详细热力学模型的特定应用。 第1章介绍了目前替代燃料汽车的类型、架构、混合度、储能系统以及新兴的电网连接。同时也介绍了个别的车辆热管理系统，并详细阐述了可持续性问题。 第2章详细介绍了现有和未来的化学电池，并从性能、成本和技术准备状态方面进行了评估。此外，提供了侧重于评估电池状态和电池均衡充电的电池管理方法和技术，以提高电池单体的性能和寿命。本章末尾提供了电池从单体到电池包开发、制造和验证必需的步骤。 第3章介绍了相变材料的类型和基本性质，以及它们的优缺点和提高它们传热能力的措施及方法。此外，呈现了采用更轻、更便宜和更高效的PCM方案替换液体电池热管理系统的新方法的各种应用。 电动汽车动力电池热管理技术前言第4章提供了典型电池模型从单体到整包的开发的关键步骤，实现可靠的模拟，形成硬件和软件数据采集的正确设置，以及使用正确的程序对电池、车辆进行试验设置。电池单体和子模块的模拟，主要关注的是单体电池散热背后的基本概念和整个电池组的热传播。本章旨在提供对电池单体电化学原理的深入理解，以及热管理系统的热力学特性，为后续章节更详细的分析做准备。 在第5章中，对各种先进的电动汽车电池热管理系统进行了考察和评估。随后，逐步建立热管理系统热力学模型，对于主要的部件采用和能量的方法在多变量和实际约束条件下进行评估，并为读者提供了方法以及相应的分析结果。每个步骤都附有解释程序，尽可能地使用通用的和广泛应用的参数，尽可能地使读者将这些分析与他们工作研究的系统相关联。 第6章呈现了经济与环境分析的发展，以便为读者提供必要的分析工具，用来分析系统组件相关的投资成本和评估建议措施的经济可行性及对环境的影响（使用LCA）。同时为读者提供了决定流的相关程序以及投资运营成本和环境影响相关性数据库，为读者准确建模提供了帮助，而不需要繁琐的实验关系。最后，介绍了电池热管理系统（BTMS）多目标优化研究的关键步骤，根据所开发的目标函数和系统约束得到、经济和环境分析结果，证明了使用帕累托最优优化方法在不同的条件下优化系统参数的正确性。 此外，在第7章提供了使用本书中展现的工具、方法和程序的各种研究案例以及实际应用分析，进一步证明其在电动汽车电池热管理系统的设计、开发和优化中的有效性。 最终，第8章展现了电动汽车技术和热管理系统更广阔的前景，罗列了未来迎接的挑战和可能为这些技术成功广泛应用提供必要解决方案的新兴技术。此外，介绍了目前正在开发的广泛应用的各种热管理系统技术，预示将来电池热管理系统可能包含什么。 我们希望这本书为电动汽车电池热管理系统带来新的维度，使读者能够开发出新的设计方案和产品，解决现有的挑战，有助于实现更可持续的未来。

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